Función doblemente periódica

En matemáticas, una función doblemente periódica es una aplicación definida en el plano complejo caracterizada por poseer dos "períodos",^[1]​ que son dos números complejos linealmente independientes si son considerados como vectores sobre el campo de los números reales. La existencia de estos dos períodos complejos de la función ƒ, denominados aquí u y v, significa que

para todos los valores del número complejo z.

La función doblemente periódica es, por lo tanto, una extensión bidimensional de la función periódica más simple, que se repite en una sola dimensión. Ejemplos familiares de funciones con un solo periodo en la recta numérica real incluyen algunas funciones trigonométricas, como el coseno y el seno. En el plano complejo, la función exponencial e^z es una función periódica simple, con un período de 2πi.

Como una aplicación arbitraria de pares de números reales (o números complejos) sobre los números reales, se puede construir una función doblemente periódica con facilidad. Por ejemplo, supóngase que los períodos son 1 e i, de modo que la retícula periódica está formada por el conjunto de cuadrados unitarios con vértices en los enteros gaussianos. Valores en el cuadrado prototipo (es decir, x+iy donde 0 ≤ X < 1 y 0 ≤ y < 1) pueden asignarse de manera bastante arbitraria y luego 'copiarse' a cuadrados adyacentes. Esta función será necesariamente doblemente periódica.

Si los vectores 1 e i en este ejemplo son reemplazados por los vectores linealmente independientes u y v, el prototipo de cuadrado se convierte en un paralelogramo prototipo que también recubre el plano. El "origen" de la red de paralelogramos no tiene por qué ser el punto 0: la red puede comenzar desde cualquier punto. En otras palabras, se puede pensar en el plano y en sus valores funcionales asociados como si permanecieran fijos, y trasladar mentalmente la retícula para obtener una idea de las características de la función.

Si una función doblemente periódica es también una función compleja que satisface las ecuaciones de Cauchy-Riemann y proporciona una función analítica lejos de un conjunto de polos aislados, en otras palabras, es una función meromorfa, entonces se puede obtener mucha información sobre dicha función aplicando algunos teoremas básicos del análisis complejo.